Motori a Combustione Interna - Appunti parte 3

Fenomeni dinamici

In generale il flusso nel cilindro non è mai stazionario sfruttando il moto pulsante è possibile aumentare β_max fino a 1,3 (coefficiente riempimento dinamico).

Richiamiamo il concetto di onda di pressione che rappresenta la variazione di una grandezza nel tempo nello spazio. Semplificando il concetto possiamo dire che un'onda di pressione è una zona di moto in un condotto più monodimensionale, quindi la pressione dipenderà solo da x, t.

P = P̅ + P' (x, t)

Studiamo la propagazione di un'onda di pressione in un condotto a sezione costante:

• andamento di P in una generica sezione del tubo (onda di compressione)

Esistono due tipologie di onda di pressione:

• Onde di compressione P₁ al passaggio della perturbazione P₀ prima della perturbazione ^{P₁/P₀ ≥ 1}
• Onde di espansione _{P1/P0 ≤ 1}

Onda di compressione

Ad un'onda di pressione è sempre associato un campo di velocità non nullo (ampiezza maggiore di P') coerente con la direzione di propagazione dell'onda di pressione.

Onda di espansione

A onda sotto ad un'onda di pressione (di depressione) è associato un campo di velocità opposta alla direzione di propagazione dell'onda di pressione.

È possibile mettere la pressione e la velocità mediante un'espressione

sotto due ipotesi iniziali:

• Flusso isentropico (e incompresibile)
• Onde di pressione (comprensione / espansione) adiabatiche (isentropiche)

C = _{2a0 k+1}[()^_(k-1)1

con k = _CP, h

C_v

Questa espressione tiene conto anche dei sensi concordi / discorsi della

propogazione dell'onda di pressione e della velocità del fluido.

Nel caso di gas perfetto la velocità del suono nel flusso indisturbato sono:

a₀ = ^√kR_T0

Introduciamo alcune notazioni:

P_∞ ² P_∞ ²_{P∞ ² (k-1)}

X^_(k-1)⋆^{2/_k-1G_s=_(k-1)}

G^_(k-1)

_P²0~P^2mk)^s

Velocità di propogazione dell'onda

a~=a₀+c~

a=^{~a_O(G_s+1-Gs>=aO}

=Seguentedo onde sonore oceano varia C₅ - p_c² = C_s²

E h_s- h_s=

Ipottizzando che il flusso sulla sfera abbia C₀ e statno C₀ avremo

h_s - h_s = C_s²

Quindi ho - h₃= 1 dh = k |q,k

k 1

1

k 1

k 1

Quindi ho - h₃ = 1 dh s a

k 1

Io lui: a₃ = (a c, X)

k 1

1

C₅²

Riprendendo le prime espressioni ho - h₃ = C₅²

C₅²

Equatione nella sola l'quazione X_s

k 1

C₅²

3 CYLINDER MOTOGP , rpm = 8500

OUT-OF-DESIGN CONDITION

PRESSURE PUMPING LOOP

• --------- CYLINDER
• ........EXHAUST
• ____ INTAKE

PRESSURE [bar]

- -180 BDC 0 TDC 180 BDC 360 TDC 540 BDC

• IVC
• EVO
• IVO
• EVC

CRANK ANGLE [deg]

INTAKE AND EXHAUST MASS FLUXES

• _____ INT #4000
• ........ EXH #4000

MASS FLUX [kg/hr]

- -1500 0 1500

• BDC
• COM
• TDC
• EXP
• EVO
• IVO
• EVC

CRANK ANGLE [deg]

Legge di attuazione delle valvole

Nella progettazione della valvola occorre aumentare decisamente la permeabilità della valvola. L'analisi del tempo sotto altre regimi, la permeabilità dipende molto da Δp_v.

t_v ottimale massimo della valvola quando il pistone è al DC.

La variabile della differenza tra il ciclo del pistone e il cilindro.

Occorre che la valvola di apertura funzione in modo più graduato invece un po' il Δp_v. Se aumenta la legge di apertura della valvola aumente e la fare di inserto e l'inserbo di complete.

Progettazione del sistema di aspirazione

Ne esistono due tipi:

• Vetture di serie;
• Motori aspirati, ad aspirazione comandata.

Plenum= 2.5 VE

• farfalla
• plenum
• fintero aria
• camera d'aspirazione
• cilindri

Plenum troppo grandi hanno troppa "inerzia" nel senso che se apro solo aumenta la farfalla passa troppo tempo prima che aumenti, la P nel plenum e poi nei cilindri, quindi la risposta della macchina è ritardata.

Plenum troppo piccoli non riescono a sfruttare gli effetti dinamici perché non permettons la generazione di onde riflesse che nascono dalla bassa variazione di sezione dal numero plenum.

airbox

Si passa l’airbox detto anche in certi grandi veicoli la sostituzione di plenum.

Si usano naturalmente vistores a valle della ventola a farfalla di e valvola della ventola.

Progetto dell'airbox

Ha un'influenza minore rispetto all'

Consideriamo il caso di F1

In rettilineo ho v ≈ 300 km/h ≡ 80 m/s

La dinamica non

P_i ≈ 30% P_amb In questo caso ho una zona di alimentazione naturale

Influenza degli scarichi

(Montati ad accensione comandata)

Montato esalato in ceramica costituente dalla superficie trattata con vernici catalizzanti (propassano le reazioni eliminano specie presente forte su airace commuavi).

Ci sono le reazioni chimiche

• ₁/² O₂ -> CO₂
• CO₂ + H₂O₂ -> CO₂ + H₂O
• R _{[N20, NO2] O2}

Per @¹ (y = 2) il rendimento della catalizzazione è prossimo al 100%

Per <@¹ (mogo) decade efficienzione su NO_x

Per <@¹ (ricca) decade efficienitone della reazione di ossidazione.

Questa reazione sono molto influenzabili dalle temperature.

Se T < T_off il rischio rendimento del catalizzatore crolla

T_off ≈ 250 C

Quindi per permettere l'omologazione della vettura acc ore che la sua T superi T_off il prima possibile. Per fare ciò occorre che i gas di scarico arrivino caldi. Allo scarico si ottiene una posizione e il catalizzatore molto dopo i condotti di scarico (nelle condotte di fusione)